课后限时集训（三十九） 分子结构与性质
（建议用时：20分钟）
A级 基础达标
1.（1）（2015·山东高考,节选）OF2分子构型为 ,其中氧原子的杂化方式为 。
（2）（2015·海南高考,节选）①V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是 对,分子的立体构型为 ;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为 ;SO3的三聚体环状结构如图1所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为 ;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约160 pm,较短的键为 （填图1中字母）,该分子中含有 个σ键。
图1
图2
②V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠（Na3VO4）,该盐阴离子的立体构型为 ;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图2所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为 。
（3）（2015·全国卷Ⅰ,节选）①碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
②CS2分子中,共价键的类型有 ,C原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 1【试题解析】：（1）OF2分子中,中心原子的价层电子对数为2×（6＋1×2）＝4,成键电子对数为2,因此分子构型为V形,O原子的杂化方式为sp3杂化。 （2）①SO2 分子中S原子价层电子对数是3对,分子的立体构型为V形;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化;SO3的三聚体环状结构如图1所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化;该结构中S—O键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约为160 pm,其中a为硫氧双键,b为硫氧
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单键,较短的键为a,该分子中含有12个σ键。
3－
②VO4中,V形成4个σ键,孤电子对数为
5＋3－4×2
＝0,为正四面体结构;由链2
状结构可知每个V与3个O形成阴离子,且V的化合价为＋5,则形成的化合物的化学式为NaVO3。
（3）①碳原子核外最外层有4个电子,在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子,也很难得到4个电子形成阴离子。因此,碳在形成化合物时,主要通过共用电子对形成共价键。
②CS2分子中,存在σ键和π键。CS2分子中,C原子的价层电子对数为2,杂化轨道类型为sp。根据等电子理论,与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子有
－CO2、COS和N2O,离子有NO＋2、SCN。
【参考答案】：（1）V形 sp3杂化
（2）①3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12 ②正四面体形 NaVO3
（3）①C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构 ②σ键和π键 sp CO2、SCN－（或COS等）
2.（2019·黑龙江五校联考）（1）丙酸钠（CH3CH2COONa）和氨基乙酸钠均能水解,水解产物有丙酸（CH3CH2COOH）和氨基乙酸
（H2NCH2COOH）,H2NCH2COOH中N原子的杂化轨道类型为 杂化,C原子的杂化轨道类型为 杂化。常温下丙酸为液体,而氨基乙酸为固体,主要原因是 。
（2）H2S和H2O2的主要物理性质如表所示：
H2S H2O2 熔点/K 187 272 沸点/K 202 423 水中的溶解度（标准状况） 2.6 以任意比互溶 H2S和H2O2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因是 。
【试题解析】：（1）H2NCH2COOH中N原子上有3对成键电子和1对孤电子对,故为sp3杂化;H2NCH2COOH中—CH2—的C原子为sp3杂化,羧基上C原子为sp2杂化。分子间氢键能影响物质的熔、沸点。
【参考答案】：（1）sp3 sp3、sp2 羧基的存在使丙酸形成分子间氢键,而氨基乙酸分子中,羧基和氨基均能形成分子间氢键
（2）H2O2分子间易形成氢键又能与H2O分子间形成氢键,故H2O2沸点较高,易
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溶于水
B级 能力提升
3.（1）（2016·全国卷Ⅰ,T37（2））①Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成（5）
双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是 。
②Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为 。
（2）（2016·全国卷Ⅱ,T37（2））硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni（NH3）6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni（NH3）6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
③氨的沸点 （填“高于”或“低于”）膦（PH3）,原因是 ; 氨是 分子（填“极性”或“非极性”）,中心原子的轨道杂化类型为 。
（3）（2016·全国卷Ⅲ,T37（3））AsCl3分子的立体构型为 ,其中As的杂化轨道类型为 。
【参考答案】：（1）①Ge的原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 ②sp3
（2）①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3 （3）三角锥形 sp3
4.（2019·云南七校联考,节选）很多物质含有B、C、N三种元素中的一种或几种,回答下列问题：
（1）碳元素有12C、13C和14C等同位素,14C原子核外存在 对自旋相反的电子。B、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序是 。 （2）硼酸（H3BO3）能够吸收中子,屏蔽核辐射。 ①硼酸晶体中,B的杂化轨道类型是 。
②硼酸是一元弱酸,其呈酸性的机理是：硼酸与水作用时,硼原子与水电离产生的OH－以配位键结合形成Y－,导致溶液中c（H＋）>c（OH－）。Y－的结构简式是 ;硼酸与水作用时,每生成一个Y－,断裂 个σ键。
（3）三溴化硼、三氯化硼的分子结构与三氟化硼相似,如果把B—O（X为卤素原子）键都视为单键来计算键长,计算值与实测值结果如表。硼卤键键长实测值比计算值要小得多,可能的原因是 。
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